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Hinweis zum Urheberrecht
Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bvb:384-opus-1221
URL: http://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/volltexte/2005/122/
Verification of Java Card Programs
Verifikation von Java Card Programmen
Stenzel, Kurt
pdf-Format:
Dokument 1.pdf (1.111 KB)
SWD-Schlagwörter:
Programmverifikation , Java , Kalkül , Formale Semantik
Freie Schlagwörter (Deutsch):
Java Card , Smart Cards
Freie Schlagwörter (Englisch):
Java Card , program verification , formal semantics , calculus
CCS - Klassifikation:
F.3.2 , F.3.1
Institut:
Informatik (Angewandte Informatik)
Fakultät:
Fakultät für Angewandte Informatik
DDC-Sachgruppe:
Informatik
Dokumentart:
Dissertation
Hauptberichter:
Reif, Wolfgang (Professor)
Sprache:
Englisch
Tag der mündlichen Prüfung:
30.05.2005
Erstellungsjahr:
2005
Publikationsdatum:
06.07.2005
Kurzfassung auf Englisch:
Smart cards are used in security critical applications where money or
private data is involved. Examples are the German Geldkarte or new
passports with biometrical data. Design or programming errors can have
severe consequences. Formal methods are the best means to avoid
errors. Java Card is a restricted version of Java to program smart
cards. This work presents a logical calculus to formally prove the
correctness and security of Java Card programs. The calculus is
implemented in the KIV system, and ready for use. First, an
operational big-step semantics for sequential Java is presented based
on algebraic specifications. All Java language constructs are
modeled. Then, a sequent calculus for dynamic logic for Java Card is
developed, and the correctness of the calculus is formally proved. The
calculus is designed to support libraries, the reuse of proofs, and
program modifications. This entails two different notions of type
soundness, the standard one, and a weaker version. Furthermore, the
calculus is not restricted to Java Card, but can be used for arbitrary
sequential Java program. The work ends with some intricate examples.
All properties and theorems are formally proved with the KIV system.
The resulting verification system is able to cope with real-life
e-commerce applications.
Kurzfassung auf Deutsch:
Smart Cards werden in sicherheitskritischen Anwendungen benutzt, bei
denen Geld oder private Daten involviert sind. Beispiele sind die
Geldkarte oder neue Reisepässe mit biometrischen Daten. Entwurfs-
oder Programmierfehler können schwerwiegende Konsequenzen haben.
Formale Methoden bieten die beste Garantie um Fehler zu vermeiden.
Java Card ist eine eingeschränkte Version von Java zur Programmierung
von Smart Cards. Diese Arbeit präsentiert einen logischen Kalkül,
um formal die Korrektheit und Sicherheit von Java Card Programmen
zu beweisen. Der Kalkül ist im KIV System implementiert und einsatzbereit.
Als erstes wird eine operationale (big-step) Semantik für sequentielles
Java basierend auf algebraischen Spezifikationen präsentiert. Alle
Java Sprachkonstrukte sind modelliert. Dann wird ein Sequenzenkalkül
für eine dynamische Logik für Java Card entwickelt, und die Korrektheit
des Kalküls formal bewiesen. Der Kalkül wurde speziell entworfen um
Bibliotheken, die Wiederverwendung von Beweisen und Programmänderungen
zu unterstützen. Dies bedingt zwei verschiedene Definitionen von
Typsicherheit, die übliche und eine schwächere Version. Darüberhinaus
ist der Kalkül nicht auf Java Card beschränkt, sondern kann für
beliebige sequentielle Java Programme verwendet werden. Die Arbeit
endet mit einigen komplizierten Beispielen. Alle Eigenschaften und
Theoreme wurden formal mit dem KIV System bewiesen. Das entstandene
Verifikationssystem ist in der Lage, reale E-Commerce Anwendungen
zu behandeln.